茹德志，于大泳

（200093 上海市 上海理工大学 机械工程学院）

0 引言

芯片来源于晶圆，将经过处理的晶圆通过晶圆传输系统传送到下一个工位进行下一步操作，以此往复，整个晶圆传输系统需要多方面的协调工作，而晶圆传输机器人在其中起到了关键性作用，它直接决定了晶圆传输的准确性以及生产效率，所以,晶圆传输机器人的研究对制造业的未来有着极其重要的意义。

晶圆传输机器人的主要功能是在不同工位之间按工序平稳、快速、高效地搬运晶圆，为了防止晶圆在搬运过程中使末端执行器发生变形而影响后面工作的持续进行，故应该对末端执行器的结构进行优化设计。本文研究的是串联的刚性杆柔性关节的平面关节机器人，其大臂由伺服电机驱动，小臂与末端执行器之间通过同步带来传输，通过固定的比例实现晶圆在水平面内沿径向的直线运动。在传输过程中，多次传输晶圆会导致末端执行器不可避免地发生振动和产生形变，从而导致晶圆的滑落与偏移，所以，必须对末端执行器的振动和形变进行抑制[1]。

随着全球半导体产业的迅猛发展，对晶圆规格提出了更高的要求，并呈现出了两种发展趋势：一是不断降低芯片的特征尺寸；二是不断扩大晶圆的直径，也就是从特征尺寸为 200 mm，0.35 um进入到了 300 mm，0.13 um 时代，450 mm，0.035 um的晶圆也逐渐投入生产[2]。这意味着晶圆变得更加脆弱易碎，对晶圆传输机器人的设计要求会更严谨，其中，对末端执行器的优化设计则是首个要被考虑的方面。……